Plazmová guľa je fascinujúce zariadenie, ktoré kombinuje estetický vzhľad s vedeckými princípmi. Vytvára pútavý vizuálny efekt elektrických výbojov a zároveň slúži ako antistresová dekorácia. Tento článok sa zameriava na princíp fungovania plazmovej gule, jej výrobu a rôzne aplikácie, vrátane medicínskych.
Úvod do Plazmy a Plazmovej Gule
Plazma, často označovaná ako štvrté skupenstvo hmoty, je vysoko ionizovaný plyn obsahujúci nabité častice: elektróny a ióny. Vo vesmíre je plazma mimoriadne rozšírená, nachádza sa napríklad vo hviezdach. Slnko, hviezda našej planetárnej sústavy, je obrovská rotujúca plazmová guľa. Jeho gravitačné pôsobenie udržiava na obežných dráhach všetky objekty slnečnej sústavy. V plazmovej guli sa plazma vytvára pomocou vysokofrekvenčného elektrického poľa.
Plazmovú lampu objavil už Nicola Tesla v roku 1894, no v podobe, ako ju poznáme dnes, ju prvýkrát vyrobil Bill Parker z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) v roku 1970.
Princíp Fungovania Plazmovej Gule
Plazmová guľa zvyčajne pozostáva zo sklenenej gule naplnenej zmesou inertných plynov pri nízkom tlaku. V strede gule sa nachádza elektróda, na ktorú je privedené vysokofrekvenčné (10 - 35 kHz) vysoké napätie (2 - 5 kV). Toto napätie vytvára silné elektrické pole, ktoré ionizuje plyn vnútri gule a vytvára plazmu.
Z elektródy sa uvoľňujú elektróny, ktoré sú urýchľované elektrickým poľom. Pri zrážkach s atómami plynu im odovzdávajú energiu, čo vedie k excitácii alebo ionizácii atómov. Excitované atómy sa vracajú do pôvodného stavu a vyžarujú fotóny viditeľného svetla. Farba svetla závisí od typu použitého plynu.
Prečítajte si tiež: Kontroverzie okolo plazmovej gule
Charakteristické svetelné vlákna, ktoré vidíme v plazmovej guli, vznikajú v dôsledku deexcitácie atómov. V oblasti, kde prebieha ionizácia, tečie silnejší prúd a je tam nižší elektrický odpor. To vedie k vytvoreniu teplejších, viac ionizovaných oblastí s nižším odporom, do ktorých je pumpovaných viac elektrónov, čo spôsobuje, že viac žiaria.
Technické Aspekty
Tlak plynu v plazmovej guli je vyladený na približne 260 - 1 000 Pa (asi 3/1 000 - 1/100 atmosférického tlaku). Pri tomto tlaku sú v guli obrovské množstvá atómov, takže k zrážkam elektrónov s atómami dochádza pomerne často. Preto je potrebné napätie 2 000 - 10 000 V, aby dochádzalo k ionizácii atómov.
Plazmová guľa funguje ako kondenzátor, kde jedna elektróda je v strede a druhá v podstavci. Vysoké napätie s vysokou frekvenciou je potrebné na to, aby mohol tiecť prúd a medzi elektródami bolo napätie postačujúce na ionizáciu.
Dotyk s Plazmovou Guľou
Dotyk s plazmovou guľou spôsobí, že v guli vznikne jedno jasné vlákno od elektródy k ruke. Elektrický prúd vybudený poľom plazmovej gule prechádza len tenkou vrstvou pokožky, takže je bezbolestný.
Bezpečnosť a Vplyv na Okolie
Hoci je plazmová guľa všeobecne bezpečná, je dôležité dodržiavať určité opatrenia. Kovové predmety v blízkosti gule sa môžu zahrievať a môže dochádzať ku skratom alebo iskreniu. Nie je preto vhodné umiestňovať guľu blízko elektrospotrebičov.
Prečítajte si tiež: Vedecké princípy plazmovej gule
Plazmová guľa produkuje malé množstvo ozónu, ktorý môže byť vo vysokých koncentráciách nebezpečný.
Výroba Plazmovej Gule Svojpomocne
Ak by ste chceli túto dekoráciu, nemusíte si ju kupovať, ale jednoducho si ju vyrobíte sami a to skoro zadarmo. Stačí vám k tomu zopár súčiastok, riadny chladič na tranzistor, nejaké to VN trafo zo starej telky. Z vysokonapäťového trafa odstránime primárne vinutia, sekundárne ponecháme a namiesto primárnych navinieme tri a päť závitov hrubším drôtom (1-1,5mm) s odbočkou v strede. Studený koniec trafa spojíme so záporným pólom zdroja a ten sa MUSÍ uzemniť o radiátor, vodovod a pod. Na živý koniec pripojíme obyčajnú 100W žiarovku a zábavka za pár tisíc je na svete. Ja som použil VN trafo z nejakej riadne starej elektrónkovej telky, cievka bola navinutá na kostričke z bakelitu a vrchný obal trafa boli asi dve vrstvy nejakej fólie a hrubšia vrstva parafínu. Lampa funguje na 230V zapojením do elektrickej siete. Na elektrickom kábli je klasický spínač.
Využitie Plazmy v Medicíne
Plazma má potenciál využitia aj v medicíne. Vedci zistili, že prúd tzv. studenej plazmy dokáže deaktivovať vírusy a tým pádom zabrániť ich šíreniu v tele. Podľa štúdií stačí vírusy na pár minút vystaviť prúdu ionizovaného plynu, teda plazme, a vírusy stratia schopnosť sa replikovať. Výskumníci pracujú na vývoji technológie na liečbu infekcií respiračného systému a získali povolenie na otestovanie zariadenia na zvieratách. Plazma by sa mohla vdychovať priamo do pľúc a tým podstatne uľahčiť imunitnému systému pacienta v boji proti vírusom.
Už predchádzajúce výskumy ukázali, že studená plazma je efektívna v ničení baktérií a dokáže sterilizovať vodu až na sedem dní.
Plazmová Guľa ako Dekorácia
Plazmová guľa je úžasná dekorácia s antistresovým účinkom. Jej dizajn vytvoril elektrický priekopník Nikola Tesla. Ušľachtilý plyn zachytený v tejto guli je excitovaný elektrinou a vytvára plazmové vlákna medzi stredom gule a ochranným sklom. Vedcov fascinuje najmä fakt, že nikto nevie ako sa plazma bude správať. Práve to využíva táto plazmová guľa. Výboje sú jedinečné a náhodné.
Prečítajte si tiež: Využitie a bezpečnosť plazmových gúľ
Optické prístroje a ľudské oko
Ľudské oko je jedným z najdokonalejších optických prístrojov. Aj tak nemôže vidieť veci mikroskopických rozmerov, alebo vzdialená milióny svetelných rokov vo vesmíre. Pravé preto ľudia začali vynaliezať vesmírne ďalekohľady, mikroskopy, lupy a ďalšie prístroje založené na optike. Avšak optika nie je len jedným z fyzikálnych vedných odborov. Je to samostatný odbor, ktorý zjednocuje široké pole optického výskumu vo všetkých prírodných i technických vedách.
Princíp fungovania oka
Očná šošovka je dvojvypuklá spojná sústava a jej vzdialenosť od sietnice je stála. Na rôzne vzdialené predmety sa zaostruje zmenou jej optickej mohutnosti, čo nazývame akomodácia oka. Akomodačná schopnosť zdravého oka má isté hranice. Vzdialenosť, z ktorej môžeme predmety dlhodobo pozorovať bez väčšej únavy je 250 mm a nazývame ju konvenčná vzdialenosť - d.
Množstvo svetla, ktoré dopadá na sietnicu reguluje dúhovka, ktorá slúži ako clona a plynulo sa mení podľa intenzity dopadajúceho svetla. Zadná stena oka je bohato zásobená živinami z krvných vlásočníc a je pokrytá sietnicou. Na sietnici sa nachádzajú bunky citlivé na svetlo - tyčinky (rozlišujú intenzitu svetla) a čapíky (rozlišujú farby).
Veľkosť obrazu na sietnici závisí od veľkosti zorného uhla t, ktorý zvierajú svetelné lúče prechádzajúce optickým stredom šošovky a okrajmi predmetu.
Keďže zrakový vnem oka sa zachováva asi 0,1 s, človek vníma deje okolo seba ako plynulý dej. Táto vlastnosť sa nazýva zotrvačnosť oka a je využitá pri premietaní v kine a v televízií. Ak je tvar oka zmenený, nevytvorí sa ostrý obraz na sietnici, ale napríklad pred sietnicou. Hovoríme, že oko je krátkozraké. Aby takéto oko videlo ostro aj vzdialené predmety, treba zmenšiť jeho optickú mohutnosť, čo sa dá dosiahnuť vhodnou rozptylkou. Ak sa ostrý obraz predmetov vytvára za sietnicou, oko je ďalekozraké.
Zábava s fyzikou a experimenty pre deti
Pokusy pre deti sú kombináciou zábavy a poučenia. Deti sa formou zážitku a aktivity, ktorú sami realizujú dopracujú k výsledku, ktorý ich zaujme aj poučí. Na prvom mieste je vždy bezpečnosť - renomovaní výrobcovia garantujú bezpečnosť za dodržania podmienok uvedených v návode. Mnoho súprav obsahuje ochranné okliare alebo rukavice.
Niektoré súpravy potešia chlapcov, niektoré experimentálne súpravy potešia dievčatá. Pri výbere je vždy dôležité brať ohľad na vek dieťaťa. Pri všetkých našich pokusoch máme uvedený odporúčaný vek dieťaťa. Pri výbere ho prisím dodržujte. Prílíš zložité pokusy pre deti vo veku 3 či 4 roky deti skôr odradia ako zaujmú. Rovanko - príliš jednoduché pokusy zase nezaujmú staršie deti. U nás nájdete jednoduché pokusy aj pre deti od 3 rokov. Tu ide hlavne o prelievanie, váženie, prorovnávanie.
Bez ohľadu, ktoré pokusy pre deti si vyberiete, u nás máte istotu, že kupujte vždy bezpečné a overené výrobky od renomovaných producentov.
Používame cookies, aby sme Vám umožnili pohodlné prehliadanie webu a vďaka analýze prevádzky webu neustále zlepšovali jeho funkcie, výkon a použiteľnosť. Čo sa deje s potápačom vo veľkých hĺbkach? Prečo horolezci používajú v "zóne smrti" kyslíkový prístroj? Ako funguje vodná pištoľ? Koľko váži vzduch? Aké sily držia lietadlá vo vzduchu a lode na vodnej hladine? 17 experimentov Ti odhalí mnohé tajomstvá fyziky a pomôže zapamätať základné súvislosti bez memorovania poučiek.
Táto stavebnica je pre makačov, ktorí chcú rozlúsknuť tajomstvo čiernej skrinky, nazývanej svet. Z 213 častí postavíš až 15 modelov, na ktorých môžeš pozorovať ako funguje svet súčasnej techniky. Zostrojíš vozidlo s pneumatickým pružením, budeš presúvať predmety mechanickou rukou, zdvíhať závažia hydraulickým výťahom alebo rotujúcim žeriavom.
Keď otvoríš krabicu… V krabici nájdeš až 213 rôznych druhov stavebných komponentov, z ktorých budú pozostávať tvoje modely alebo ich použiješ na prípravu fyzikálnych pokusov. Plazmové lampy sú efektným svetelným zdrojom a skvelou vychytávkou, ktorá nikdy neprestane fascinovať. Je dokázaný fakt, že táto guľa doslova púta pozornosť. Práve to ju predurčuje ako jedinečný doplnok do každej izby.
Zariadenie vytvára zaujímavý efekt elektrických výbojov, po dotyku skla intenzita bleskov dosahuje svoje maximum. Dotyk sklenej gule zázračne priťahuje blesky, ktoré okamžite "udrú" do vášho prsta - samozrejme, bezbolestne. Čím viac prstov ku guli priložíte, tým viac bleskov vás zasiahne.